沂沭断裂带南段晚中生代钾质与钠质火山岩成因问题研究(3)
发布时间：2014-08-26 15:01
粗面岩等。对于这些岩石的成因，众多学者进行了长期深入的研究，先后提出过多种观点，概括起来主要有：（1)直接来源于交代富集地幔的部分培融，或暢源基性岩楽经进一步的分异演化作用所形成。如Liu elal. (2008a)对苏鲁造山带碱性侵入杂岩体的研究认为，杂岩体中基性的辉绿岩岩脉和中酸性的石英二长岩及A-型花岗岩均来源于富集的岩石圈地幔，但是经历了不同矿物的分离结晶过程。（2)来源于中下地壳变质岩基底的深馆作用。如胶东即墨发育有中生代双峰火山岩，Fanelal. (2001)认为其中基性玄武岩来源于交代富集地幔的部分溶融，而中性的粗安岩-粗面岩则来源于玄武质岩衆底侵作用而引起的中下地壳的深融作用（anatexis)。(3)来源于中基性岩裝的岩茶混合作用，或岩衆 AFC (Assimilation and Crystal Fractionation)过程。如胶东莒南大店碱性侵入杂岩体主要由角闪石正长岩、正长岩和石英正长岩组成，Lan etal. (2011)认为碱性杂岩体主要来源于富集的岩石圈地慢，同时角闪石二长岩具有的高的Si02和HREE含量、低的Nb/Ta比值和强烈的Eu、Sr异常等特征表明其可能遭受了地壳混染。匡永生等（2012)认为胶东青山群基性的玄武质火山岩为交代富集地暢部分恪融作用的产物，而中性的粗安岩为古老下地壳和中生代底侵岩梁的馆融产物。Ling al. (2009)认为青山群中酸性火山岩为拆沉下地壳的懷融产物，但是岩石的ACNK值与Mg#里明显的负相关关系以及较高的MgO、Cr、Ni等含量，表明母岩架在演化过程中与地暢橄榄若发生了相互作用。
6.1.2研宄区钠质与钾质火山岩的成因
6.1.2.1壳源组分参与成岩的可能方式
如前所述，区内钠质与钾质火山;均窗集大离子亲石元素、贫高场强元素，且均具有富集的Sr-Nd-Hf同位素组成特征，指示成岩过程中有明显的地壳组分参与，这一地球化学特征是源区富集（地壳物质在地暢源区发生混染与交代）所致，还是浅部地壳物质混染的结果，抑或是二者的叠加，这是首先需要讨论的问题。
前人对祈沭断裂带及其二侧地区晚中生代中基性火山岩的研究均表明，这些火山岩的岩装在上升过程中未受到显著的浅部地壳物质的混染，如方城玄武岩含有辉石岩捕虏体和橄揽石捕虏晶，说明其岩装上升速度快，不具备与陆壳物质发生强烈相互作用的地质前提（Zhang et al.，2002)。蒙阴钾玄质火山岩尽管未发现幔源包体，但岩石的K2O/P2O5、K20/Ti02比值相对稳定，全岩Sr、Nd同位素组成与从全岩中分离出的单斜辉石单矿物十分接近(Qiu et al, 2002)。胶莱盆地中生代玄武质火山岩的K20/Ti02、K2O/P2O5和La/Sm比值变化范围很小（Fane/a/.,2001)，这些均指示区域范围内中生代火山岩成岩过程中未遭受显著的地壳物质的混染作用。本次所研究的汤头与祌泉两地钾质与钠质火山岩的Sr-Nd同位素组成较均一（表5-1，表5-2)，除汤头盆地钠质火山岩值随MgO变化表现出微弱的AFC趋势外，它们的/sr和值不随MgO含量的变化而发生显著变化(图6-1)，同时两地火山岩各自的La/Sm、La/Yb、Tb/Yb、Zr/Hf等分配系数相近的不相容元素比值变化范围均很小，这些特征排除了岩衆上升过程中存在强烈的浅部地壳物质的混染作用，同时也排除了岩石是由AFC过程或岩衆混合作用形成。因此，钾质与钠质火山岩富轻稀土和大离子亲石元素、贫高场强元素，以及所表现出的富集Sr-Nd-Hf同位素组成特征应主要为陆壳物质在源区混染和交代所致，即它们应起源于富集。
地幔的部分溶融。邻近的方城盆地中生代（~125Ma)富含辉石岩捕虏体及橄榄石和辉石捕虏晶的玄武岩也具富轻稀土和大离子亲石元素，以及类似的Sr-Nd-Hf同位素组成（Isr=0.7096~0.7101, ￡Nd(t)= -13.1-14.4, Zhang et al., 2002;￡Hf(F)=-l5.6—18.4,杨岳衡等，2006)，这些特点进一步佐证了上述认识。
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结论
根据对汤头盆地火山岩及神泉火山岩所进行的岩相学、矿物学、LA-ICP-MS错石U-Pb年代学、元素地球化学、全岩Sr-Nd-Pb同位素组成和锆石Hf同位素组成等的综合研宄，本文获得以下几点认识：
1、汤头盆地火山岩可区分为钾质和钠质二种类型，LA-ICP-MS结石U-Pb定年结果表明汤头盆地钾质火山岩的年龄为124.0±1.3Ma，钠质火山岩为106.4±4.0Ma，钠质火山岩成岩年龄明显晚于钾质火山岩，即盆地内火山岩具有从钾质向钠质演化的趋势。盆地内钾质火山岩中含有年龄为2534±17Ma的继承错石，指示岩楽源区中存在古老的地壳物质。神泉火山岩为典型的钠质火山岩，LA-ICP-MS错石U-Pb定年表明其成岩年龄为96.5±1.4Ma，较之区内广泛分布的钾质火山岩形成年龄晚，综合对比表明，折沭断裂带及二侧中生代暢源中基性火山岩总体具有由钾质向钠质演变的趋势。
2、汤头盆地钾质及钠质火山岩均富碱，富轻稀土，富集Cs、Rb、Ba等大离子亲石元素，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素。钾质火山岩与钠质火山岩相比，各元素含量存在显著差异，表现在钟质火山岩全碱（ALK)含量和稀土总量均高于钠质火山岩，并且更富集轻稀土元素。同时，钟质火山岩的Cs、Rb、Ba、Th、U、Pb等大离子亲石元素和Zr、Hf等高场强元素均较钠质火山岩富集，Rb/Sr比值明显偏高，而CaO、MgO、FejCV及Sc、V、Cr、Co、Ni等过渡族元素含量偏低，这些特征表明钾质与钠质火山岩并非同源岩衆经分异演化形成。
3、祌泉火山岩富碱富钠（Na20/K20=1.76~3.92)，运用多种方法判别表明其属于典型的钠质火山岩。该火山若稀土总量较高，富集轻稀土，缺乏明显的铕异常，稀土配分型式呈明显的右倾型。呈厂石富Rb、Ba、Th等大离子亲石元素，亏损Ti、Nb、Ta等高场强元素，在微量元素蛛网图上显示-定的Pb负异常。与汤头钾质火山岩相比，祌泉火山治-Si02含fji：显著偏低，MgO、AI2O3、FeaOa'及ALK含量较高，更为富集重稀土，同时Nb、Ta含量较高，Rb、Ba、K等含量较低，这些地球化学组成上的差异暗示祌泉钠质火山岩与汤头钾质火山岩应具有各独立的地暢源区。祌泉火山誇具有的Pb负异常特征暗示着祌泉钠质火山。
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参考文献（略）
本文编号：8461
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